JP4667869B2 - Drive mechanism for generating oscillating motion in small appliances - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は小型電気器具の少なくとも1つの作動ユニットの振動運動を生成するための駆動機構に関する。本発明はさらにそのような駆動ユニットが装備された小型電気器具に関する。このような小型器具には特に電気ひげそり及び電気歯ブラシが含まれる。 The invention relates to a drive mechanism for generating an oscillating movement of at least one actuation unit of a small appliance. The invention further relates to a small appliance equipped with such a drive unit. Such small appliances include in particular electric shavings and electric toothbrushes.
ひげそり刃の振動動作運動を伴う電気ひげそりのための振動アーマチュア駆動はドイツ国公報DE1151307Aにより既知である。既知の振動アーマチュア駆動はひげそり装置のハウジングに固定的に形成されたU字形状の電磁石を含む。電磁石の極の近傍に配置されているのは動作アーマチュアであり、動作アーマチュアの各側に概ね対称に配置されているのは各振動補償アーマチュアである。動作アーマチュア及び補償アーマチュアはU字形状の板バネによって各々移動可能に吊設されている。動作中、ひげそり刃を駆動する動作アーマチュアは固定の電磁石の磁極面に対して平行に振動する。補償アーマチュアが逆位相で振動運動することで、動作アーマチュアの振動がひげそり装置のハウジングに伝達されるのを可能な限り阻止する。 A vibrating armature drive for an electric shaving with a vibrating motion of the shaving blade is known from German publication DE1151307A. Known vibrating armature drives include a U-shaped electromagnet fixedly formed in the shaving device housing. Arranged in the vicinity of the poles of the electromagnet are operating armatures, and each vibration compensating armature is arranged generally symmetrically on each side of the operating armature. The operating armature and the compensating armature are suspended from each other by U-shaped leaf springs. During operation, the operating armature that drives the shaving blades vibrates parallel to the pole face of the fixed electromagnet. The compensating armature oscillates in anti-phase to prevent as much as possible the vibration of the operating armature from being transmitted to the shaving device housing.
ドイツ国公報DE19680506T1は線形振動モータを有する電気ひげそりを開示している。直線振動モータは、固定の電磁石と、電磁石によって相互に逆位相に振動するよう設定された複数の可動部材とを備える。電磁石はひげそり装置のシャーシに固定的に螺設されている。可動部材は板バネによってシャーシに移動可能に吊設されている。板バネは複数のスリットを有し、個々の可動部材を相対的に反対方向に移動可能としている。可動部材の逆位相を維持するために、前記部材はリンク機構によって相互接続されている。リンク機構は回転のために固定軸に取り付けられている。 German publication DE 19680506 T1 discloses an electric shaver with a linear vibration motor. The linear vibration motor includes a fixed electromagnet and a plurality of movable members set to vibrate in mutually opposite phases by the electromagnet. The electromagnet is fixedly screwed to the shaving device chassis. The movable member is suspended from the chassis by a leaf spring. The leaf spring has a plurality of slits so that each movable member can be moved in the opposite direction. In order to maintain the opposite phase of the movable member, the members are interconnected by a linkage mechanism. The link mechanism is attached to a fixed shaft for rotation.
電磁コイルを備えた中空の円筒ステータを有する直線駆動機構を備えた電気ひげそりがドイツ国公報DE19781664C2から既知である。ステータ内に配置されているのは、相互に逆位相に駆動される2つの可動部材である。一方の部材はひげそり刃を駆動するのに対し、他方の部材は不要な振動を抑制するためのカウンタウエイトを有し得る。2つの可動部材はステータに固定されたバネ要素に接続されている。 An electric shaver with a linear drive mechanism having a hollow cylindrical stator with electromagnetic coils is known from German publication DE 197881664C2. Disposed within the stator are two movable members that are driven in opposite phases. One member drives the shaving blade, while the other member can have a counterweight to suppress unwanted vibrations. The two movable members are connected to a spring element fixed to the stator.
本発明の目的は、器具の不要なバイブレーションを可能な限り阻止しつつ、可能な限り最善化された振動運動を生成することができる小型電気器具のための駆動機構を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a drive mechanism for a small appliance that can generate as much vibration vibration as possible while preventing unwanted vibration of the appliance as much as possible.
この目的は請求項1における機能の組み合わせによって達成される。 This object is achieved by a combination of functions in claim 1.
少なくとも1つの作動ユニットの振動運動を発生させるための本発明の駆動機構は、第一駆動部材から延びて小型電気器具内に移動可能に配置された第二駆動部材に作用する磁界を生成するためのコイルを備え、第二駆動部材を振動運動させる。第一駆動部材は、第二駆動部材に対し逆位相で振動運動するよう、小型電気器具内に移動可能に配置される。さらに、駆動機構が結合要素を有することによって、2つの駆動部材の間に、2つの駆動部材の動作方向に対し平行な方向に剛的な結合が形成され、2つの駆動部材の動作方向に対し直交する方向に可撓な結合が形成される。 The drive mechanism of the present invention for generating an oscillating motion of at least one actuating unit generates a magnetic field acting on a second drive member extending from the first drive member and movably disposed in the small appliance. The second drive member is oscillated and moved. The first drive member is movably disposed in the small electric appliance so as to oscillate in an opposite phase with respect to the second drive member. Further, since the drive mechanism has a coupling element, a rigid coupling is formed between the two drive members in a direction parallel to the operation direction of the two drive members, so that the two drive members operate in the operation direction. A flexible bond is formed in the orthogonal direction.
2つの駆動部材の振動運動における逆位相の故に、1つの駆動部材のみが作動し他の駆動部材が静止している従来の駆動機構に比べ、駆動部材の極めて高い相対速度が得られる。そのような駆動機構の効率は駆動部材の相対速度と共に向上するので、従来技術において既知の同程度の駆動機構よりも、本発明の駆動機構でより高度な効率を達成することが可能である。本発明に従った結合要素の構造によって、一方において、前密な逆位相の達成及び2つの駆動部材の予め決定可能な振動振幅関係の厳密な達成が確実になるという利点を有する。他方において、2つの駆動部材の動作方向を横断する可撓結合は駆動部材上のリンクを単純化する。何故ならば、遊びを一切必要としないからである。遊びを伴う固定配置が多くの欠点を含むことに鑑みると、本発明の範囲内において、2つの駆動部材への結合要素を遊びなしに固定し得る。これによって、低価格でコンパクトに構成され、磨耗の影響を受けない固定が可能とされるという利点を得られる。他の利点は、遊びを有する固定の場合と異なり、ノイズがないことである。 Due to the antiphase in the oscillating motion of the two drive members, an extremely high relative speed of the drive members is obtained compared to a conventional drive mechanism in which only one drive member is activated and the other drive members are stationary. Since the efficiency of such a drive mechanism increases with the relative speed of the drive members, it is possible to achieve a higher efficiency with the drive mechanism of the present invention than comparable drive mechanisms known in the prior art. The structure of the coupling element according to the invention has the advantage, on the one hand, that it is possible to ensure a close-packed antiphase and a precise achievement of the predeterminable vibration amplitude relationship of the two drive members. On the other hand, the flexible coupling across the direction of movement of the two drive members simplifies the links on the drive members. Because no play is required. In view of the fact that the fixed arrangement with play involves a number of drawbacks, the coupling elements to the two drive members can be fixed without play within the scope of the invention. As a result, it is possible to obtain an advantage that it is configured to be compact at a low price and can be fixed without being affected by wear. Another advantage is that there is no noise, unlike fixed cases with play.
好適実施態様において、結合要素は、1つの剛的要素と、第一バネ要素とを有する。第一バネ要素は、剛的要素と、前記2つの駆動部材の一方とに固定され得る。さらに、結合要素は概ね第二バネ要素を有し、第二バネ要素は、剛的要素と、2つの駆動部材の他方とに固定される。最後に、結合要素は第三バネ要素を有し、第三バネ要素は、剛的要素と、フレームとに固定され得る。第一バネ要素及び/又は第二バネ要素及び/又は第三バネ要素は、2つの駆動部材の動作方向に対し平行な方向に剛的に構成され、2つの駆動部材の動作方向に対し直交する方向に弾性的に構成され得る。剛的要素は並列された2つの別個の部材を有するのが好ましく、第三バネ部材はこれらの別個の部材間に固定され、第一バネ要素及び第二バネ要素はこれらの別個の部材の2つの自由端に取り付けられる。別個の部材は特にU字形状である。上記のようにして、結合要素を極めて簡易かつ低価格に用いることが可能である。さらに、結合部材は2つの駆動部材に困難なく固定され得る。何故ならば、厳しい公差に応じる必要が一切なく、各々の場合において、関連する接続は剛的接続だからである。 In a preferred embodiment, the coupling element has one rigid element and a first spring element. The first spring element may be fixed to the rigid element and one of the two drive members. Furthermore, the coupling element generally has a second spring element, which is fixed to the rigid element and the other of the two drive members. Finally, the coupling element has a third spring element, which can be fixed to the rigid element and the frame. The first spring element and / or the second spring element and / or the third spring element are rigidly configured in a direction parallel to the operation direction of the two drive members, and are orthogonal to the operation direction of the two drive members. It can be configured elastically in the direction. The rigid element preferably has two separate members in parallel, the third spring member is fixed between these separate members, and the first and second spring elements are two of these separate members. Mounted on one free end. The separate member is particularly U-shaped. As described above, the coupling element can be used very simply and at a low price. Furthermore, the coupling member can be fixed to the two drive members without difficulty. This is because there is no need to meet tight tolerances and in each case the associated connection is a rigid connection.
2つの駆動部材の逆位相の動作のために必要とされる動作方向の逆転をもたらすために、結合要素は旋回的に吊設され得る。この配置において、旋回軸は特に2つの駆動部材の動作方向に対し直交して位置する。2つの駆動部材が同一の振動振幅で動作するのが望ましければ、旋回軸は、結合要素の第一駆動部材への接続地点と結合要素の第二駆動部材への接続地点との間の中心に配置され得る。これに関連して、結合部材の吊設が遊びなしの構造であるのが有利である。何故ならば、このようにして、高度の精密さが達成可能であり、磨耗又はノイズの問題が生じないからである。この目的のために、第四のバネ要素がフレーム及び結合要素に固定され得る。第四バネ要素は、2つの駆動部材の動作方向に対し平行な方向に弾性的に構成され、2つの駆動部材の動作方向に対し直交する方向に剛的に構成されるのが好ましく、第三バネ要素と共に、結合要素をフレームに旋回的に吊設するのに資する。このように、結合要素の各旋回運動には、第三及び第四バネ要素の若干の弾性が伴うので、相互に回転のために取り付けられる部材から成る軸受配置を必要としない。この結果、磨耗及びノイズの顕現に関する前述の利点並びに湿気に対する耐性(不感受性)が得られる。 In order to provide the reversal of the direction of movement required for the anti-phase movement of the two drive members, the coupling element can be pivotally suspended. In this arrangement, the swivel axis is particularly positioned perpendicular to the direction of movement of the two drive members. If it is desired that the two drive members operate with the same vibration amplitude, the pivot axis is the center between the connection point of the coupling element to the first drive member and the connection point of the coupling element to the second drive member Can be arranged. In this connection, it is advantageous for the suspension of the coupling member to have a play-free structure. This is because in this way a high degree of precision can be achieved and no wear or noise problems occur. For this purpose, a fourth spring element can be fixed to the frame and the coupling element. Preferably, the fourth spring element is elastically configured in a direction parallel to the operation direction of the two drive members, and is rigidly configured in a direction orthogonal to the operation direction of the two drive members. Together with the spring element, it serves to pivotally suspend the coupling element from the frame. Thus, each pivoting movement of the coupling element is accompanied by some elasticity of the third and fourth spring elements and does not require a bearing arrangement consisting of members that are attached to each other for rotation. This results in the aforementioned advantages with regard to wear and noise manifestations as well as resistance to moisture (insensitivity).
2つの駆動部材は少なくとも1つの第五バネ要素によって相互接続され得る。第五バネ要素は2つの駆動部材の動作方向に対し平行な方向に弾性的に構成されている。これによって、2つの駆動部材の概ね摩擦なしの相互動作が可能とされるという利点を有する。同時に、駆動機構の動作のために必要とされる復元力も結果として発生する。特に、幾つかの第五バネ要素が、積み重なった板バネとして構成されることが可能であり、それによって、非常に高いバネ定数が得ることが可能であり、また、用いられるバネの数を適宜選択することによってバネ定数を容易に変化することが可能である。従って、駆動機構の共振周波数を所望の値に設定することも容易である。 The two drive members can be interconnected by at least one fifth spring element. The fifth spring element is elastically configured in a direction parallel to the operation direction of the two drive members. This has the advantage that the two drive members can be operated substantially without friction. At the same time, the restoring force required for the operation of the drive mechanism is also generated as a result. In particular, several fifth spring elements can be configured as stacked leaf springs , whereby a very high spring constant can be obtained, and the number of springs used can be adjusted accordingly. The spring constant can be easily changed by selection. Therefore, it is easy to set the resonance frequency of the drive mechanism to a desired value.
駆動機構を小型電気器具に固定可能とするために、駆動機構は少なくとも1つの第六バネ要素を有することが好ましく、第六バネ要素は2つの駆動部材の動作方向に対し平行する方向に弾性的に構成されている。よって、電気器具における駆動機構の摩擦のない吊設が可能であり、第六バネ要素は振動に関して電気器具を駆動機構から分離するという追加的な利点を有する。 In order to be able to fix the drive mechanism to a small appliance, the drive mechanism preferably has at least one sixth spring element, which is elastic in a direction parallel to the operating direction of the two drive members. It is configured. Thus, a frictionless suspension of the drive mechanism in the appliance is possible, and the sixth spring element has the additional advantage of separating the appliance from the drive mechanism with respect to vibration.
第一バネ要素、第二バネ要素、第三バネ要素、第四バネ要素、第五バネ要素及び/又は第六バネ要素は各々板バネとして構成され得る。板バネは単一の空間方向に関して弾性力を生じる。他の2つの空間方向に関しては、板バネは剛的本体のように作用し、よって、これらの空間方向において追加的な静止的機能を果たす。板バネの他の利点は空間を殆ど取らず、低価格品として入手可能であることである。 The first spring element, the second spring element, the third spring element, the fourth spring element, the fifth spring element and / or the sixth spring element may each be configured as a leaf spring. The leaf spring generates an elastic force with respect to a single spatial direction. With respect to the other two spatial directions, the leaf spring acts like a rigid body and thus performs an additional static function in these spatial directions. Another advantage of the leaf spring is that it takes up little space and is available as a low cost product.
2つの駆動部材の少なくとも一方は1つ又はそれ以上の永久磁石を有し得る。さらに、2つの駆動部材の少なくとも一方はコイルの巻かれたコアを有し得る。この配置により、十分に低い動力消費の力強い駆動機構を比較的小さな寸法で得ることが可能であり、例えば、本発明の小型電気器具のバッテリ駆動動作を可能にする。 At least one of the two drive members may have one or more permanent magnets. Furthermore, at least one of the two drive members may have a coiled core. With this arrangement, a powerful drive mechanism with sufficiently low power consumption can be obtained with relatively small dimensions, for example, allowing battery-powered operation of the small appliance of the present invention.
駆動機構は、動作状態において、共動部材をも含めた第一駆動部材の重心及び共動部材をも含めた第二駆動部材の重心が共通の線上、特に、直線上を動作するよう構成されるのが好ましい。この場合、この線又は直線は2つの駆動部材の共通の動作平面(図1に従ったx−z平面)にあるのが特に利点である。 In the operating state, the drive mechanism is configured such that the center of gravity of the first drive member including the cooperating member and the center of gravity of the second drive member including the cooperating member operate on a common line, particularly on a straight line. It is preferable. In this case, it is particularly advantageous that this line or straight line lies in the common operating plane of the two drive members (xz plane according to FIG. 1).
結合要素の旋回軸がこの線又は直線と交差するのも利点である。さらに、駆動機構は、動作状態において、共動部材をも含めた第一駆動部材の線形モーメント及び共動部材をも含めた第二駆動部材の線形モーメントが反対かつ同等であるよう構成され得る。それによって、駆動機構の動作中に発生する派生的な角モーメント及び派生的な線形モーメントを阻止することが可能とされる。これは、本発明の駆動機構が用いられる小型電気器具にバイブレーションが伝達されない又は実際上伝達されないという利点を有する。 It is also advantageous that the pivot axis of the coupling element intersects this line or straight line. Further, the drive mechanism may be configured such that, in the operating state, the linear moment of the first drive member including the cooperating member and the linear moment of the second drive member including the cooperating member are opposite and equivalent. Thereby, it is possible to prevent derivative angular moments and derivative linear moments that occur during operation of the drive mechanism. This has the advantage that no vibration is transmitted or practically transmitted to a small appliance in which the drive mechanism of the present invention is used.
本発明の小型器具に、フレームが小型器具と固定的に形成されることで、フレーム上に取り付けられた全ての部材が小型器具上に支持され得る。信頼性のある継続的な動作を保証し、手動調整を回避するために、本発明の小型器具は共振条件下の駆動ユニットを制御するための自己学習電子ユニットを有するのが好ましい。 In the small appliance of the present invention, the frame is fixedly formed with the small appliance, so that all members attached on the frame can be supported on the small appliance. In order to ensure reliable and continuous operation and avoid manual adjustment, the miniature instrument of the present invention preferably has a self-learning electronic unit for controlling the drive unit under resonant conditions.
添付の図面に例示された電気ひげそりのための駆動機構に関する実施態様を参照して本発明を以下に説明する。しかしながら、本発明は電気歯ブラシのような他の小型電気器具との関連での使用にも適しているのが理解されよう。 The invention will now be described with reference to an embodiment relating to a drive mechanism for an electric shaver illustrated in the accompanying drawings. However, it will be appreciated that the present invention is also suitable for use in connection with other small appliances such as electric toothbrushes.
図1は本発明に従った駆動機構の実施態様を示す斜視図である。本発明の駆動機構は2つの可動モータ部材1及び2を有する線形振動モータとして構成されている。2つのモータ部材1及び2は小さな相対距離で配置されている。2つのモータ部材1及び2への個別部材の配置を容易にするために、モータ部材1及び2は各々別個に示されている。すなわち、第一モータ部材1は図2に示され、第二モータ部材2は図3に示されている。描写の種類は各々図1の場合と一致している。 FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a drive mechanism according to the present invention. The drive mechanism of the present invention is configured as a linear vibration motor having two movable motor members 1 and 2. The two motor members 1 and 2 are arranged with a small relative distance. In order to facilitate the placement of the individual members on the two motor members 1 and 2, the motor members 1 and 2 are each shown separately. That is, the first motor member 1 is shown in FIG. 2, and the second motor member 2 is shown in FIG. The types of depiction are the same as in FIG.
図2に例示されている第一モータ部材1は、鉄コア3と、鉄コア3上に配置された巻線コイル4とから成る。他の部材を取り付ける機能を果たす第一支持構造5が、鉄コア3上に取り付けられている。図3に例示されている第二モータ部材2は、共通キャリア板7上に対で配置されている4つの永久磁石6を有する。2つの永久磁石6が各々の場合共通キャリア板7上に逆並列の極性を持って並列して配置されている。キャリア板7は棒状に構成され、鉄コア3と同様に、鉄材料又は他の強磁性材料で形成されている。キャリア板7に嵌合されているのは、より多くの部材を固定する目的で、第一モータ部材1の第一支持構造5と同様に用いられる第二支持構造8である。第二支持構造8上に取り付けられているのは、ひげそり刃9として構成されている2つの内刃である。ひげそり刃は線形モータによって駆動され、例えばひげそりフォイルとして構成されている図示されていない外刃と協働する。さらに、2つの共振バネ10が、スクリュ11並びにモータ部材1及び2双方の側部の保持板12によって、第一支持構造及び第二支持構造に固定されている。図示の実施態様において、共振バネ10は、積み重なった板バネの束として構成されており、各板バネは薄い長方形の板として形成されている。これらの板が広げられた平面内において、板は剛的な本体のように作用し、この平面に直交する方向に弾性を生じる。
A first motor member 1 illustrated in FIG. 2 includes an iron core 3 and a winding coil 4 disposed on the iron core 3. A first support structure 5 that functions to attach other members is attached on the iron core 3. The second motor member 2 illustrated in FIG. 3 has four permanent magnets 6 arranged in pairs on the common carrier plate 7. In each case, two permanent magnets 6 are arranged in parallel on the common carrier plate 7 with reverse parallel polarity. The carrier plate 7 is formed in a rod shape, and is formed of an iron material or other ferromagnetic material, like the iron core 3. The carrier plate 7 is fitted with a
共振バネ10は第一モータ部材1及び第二モータ部材2を相互に一定距離に維持し、その距離は永久磁石6と鉄コア3との間に小さな空隙があるよう選択されている。共振バネ10はそれらの主たる表面に垂直にバネ作用を示すので、2つのモータ部材1及び2は、共振バネ10による固定にも拘わらず、この方向である程度の可動性を有し、よって、その結果、2つのモータ部材1及び2並びに共振バネ10によって形成される振動システムが得られる。換言すれば、第一モータ部材1及び第二モータ部材2が共振バネ10の復元力に打ち勝つ力の作用によって残余の位置から反れて外れて撓むとき、第一モータ部材1及び第二モータ部材2は各々線形振動運動を遂行し得る。これらの振動運動を生成するために、電流がコイル4を通じて流される。コイル4は電磁石として作用し、鉄コア3によって補助されて、永久磁石6上に作用する磁界を生成し、その結果、コイル4及び永久磁石6の相対運動が得られる。図1において、これは、2つのモータ部材1及び2のうち、各々X軸に沿って、一方は左に撓み、他方は右に撓むことを意味する。よって、図1に従ったX軸は水平軸を表わし、Z軸は垂直軸を表わす。
The
適切なコイル4の活性化を通じて、その結果発生する磁界の極性を反転し、第一及び第二モータ部材1及び2を一方向に、次いで、再度他方向に交互に撓ませ、最終的に逆位相で振動可能である。これに関連して、本発明の本質的特徴は第一及び第二モータ部材1及び2の双方が動作することである。すなわち、線形モータは、ロータを駆動するのに用いられるステータを有しないが、相互に駆動する2つの対抗して振動するモータ部材1及び2を有することである。これらのモータ部材1又は2の1つは従来の線形モータのロータに相当する。他のモータ部材は従来の線形モータのステータの機能を果たすが、そのようなステータとは異なり、それは静的ではなく同様に動く。とりわけ、別の同一条件下で、本発明の線形モータの第一及び第二モータ部材1及び2は従来の線形モータのステータ及びロータの相対速度の2倍の速度で移動するという結果が得られる。比較的高度な効率性がこのようにして達成される。 Through the activation of the appropriate coil 4, the polarity of the resulting magnetic field is reversed and the first and second motor members 1 and 2 are flexed alternately in one direction and then again in the other direction and finally reversed. It can vibrate in phase. In this context, an essential feature of the present invention is that both the first and second motor members 1 and 2 operate. That is, the linear motor does not have a stator used to drive the rotor, but has two opposingly vibrating motor members 1 and 2 that drive each other. One of these motor members 1 or 2 corresponds to the rotor of a conventional linear motor. Other motor members perform the function of a conventional linear motor stator, but unlike such a stator, it moves in a similar manner, not static. In particular, under other identical conditions, the result is that the first and second motor members 1 and 2 of the linear motor of the present invention move at twice the relative speed of the stator and rotor of the conventional linear motor. . A relatively high efficiency is achieved in this way.
2つのモータ部材の振動運動の周波数はコイル4の活性化によって決定され、2つのモータ部材1及び2と共振バネ10とによって形成される振動システムの共振周波数と一致するよう特別に設定される。これは自己学習電子ユニットによって行われ、それによってコイル4が活性化されることで、振動振幅はパルス幅変調によって制御され得る。共振条件下で、高度に堅固な振動作用が得られ、比較的少ないエネルギー入力のみが求められる。
The frequency of the vibration movement of the two motor members is determined by the activation of the coil 4 and is specifically set to match the resonance frequency of the vibration system formed by the two motor members 1 and 2 and the
本発明の線形モータは、その構造上、ひげそり装置にバイブレーションを可能な限り伝達しないよう構成されている。これを達成するために、モータ部材1及び2の動作の結果発生する角モーメント及び線形モーメントの双方を可能な限りゼロにすることが必要である。共動部材をも含めた第一モータ部材1の重心及び共動部材をも含めた第二モータ部材2の重心が共通の直線上を動作するとき、派生的な角モーメントはゼロである。これは図1乃至3に例示された実施態様において達成されている。何故ならば、第一モータ部材1は極めてコンパクトな構造であり、幾分より広大な第二モータ部材2によって囲まれていることによって、第一モータ部材1の対向端部上での第二モータ部材2の質量配分が相互に調整されているからである。例えば、ひげそり刃9も質量配分の調整において考慮される。派生的な線形モーメントがゼロであるために、共動部材をも含めた第一モータ部材1の線形モーメント及び共動部材をも含めた第二モータ部材2の線形モーメントは反対かつ同等でなければならない。振動振幅及び周波数が同一であるとすると、この条件は、質量が、共動部材も十分考慮にいれて、同等であるときに満足される。換言すれば、質量の分配のみならず、第一及び第二モータ部材1及び2の合計質量の数値も調整する必要がある。 The linear motor of the present invention is configured so as to transmit vibration to the shaving device as much as possible due to its structure. In order to achieve this, it is necessary to make both the angular and linear moments resulting from the operation of the motor members 1 and 2 as zero as possible. When the center of gravity of the first motor member 1 including the cooperating member and the center of gravity of the second motor member 2 including the cooperating member operate on a common straight line, the derivative angular moment is zero. This is achieved in the embodiment illustrated in FIGS. This is because the first motor member 1 has a very compact structure and is surrounded by a somewhat larger second motor member 2 so that the second motor on the opposite end of the first motor member 1 This is because the mass distribution of the members 2 is adjusted mutually. For example, the shaving blade 9 is also considered in adjusting the mass distribution. Since the derived linear moment is zero, the linear moment of the first motor member 1 including the cooperating member and the linear moment of the second motor member 2 including the cooperating member must be opposite and equal. Don't be. Assuming that the vibration amplitude and frequency are the same, this condition is satisfied when the mass is equal, taking into account the cooperating members. In other words, it is necessary to adjust not only the mass distribution but also the numerical value of the total mass of the first and second motor members 1 and 2.
スクリュ11及び保持板12によって第一支持構造5及び第二支持構造8の各々に固定されているのは、共振バネ10に加えて保持バネ13である。保持バネ13は同様に板バネとして構成され、2つの対向端部で部分的にスリットが入った薄板の形態を取ることで、各保持バネ13は2つのストリップ14を含み、ストリップは狭い棒状部15によって保持バネ本体に接続されている。各ストリップ14はひげそり装置への固定に用いられる穿孔16をその遊端に有する。よって、本発明の線形モータは保持バネ13によってひげそり装置上に2つのモータ部材1及び2の動作方向に弾性的かつ可縮的に吊設され得る。この種の吊設によって、ひげそり装置は振動に関して線形モータから概ね分離されている。
In addition to the
本発明の範囲内で本質的な線形モータのさらなる部分は結合要素17であり、結合要素は2つのモータ部材1及び2を機械的に接続している。この結合は2つのモータ部材1及び2の動作方向に対し平行に絶対的に剛的であり、よって、それらの相対運動を正確かつ恒久的な方法で同期するという意味で、この結合は共振バネ10によって実現されている結合を超えて広がっている。この同期は2つのモータ部材1及び2が異なる負荷に晒されるときにも維持され、2つのモータ部材1及び2が相互に厳密な逆位相で振動するよう構成されている。以下に詳述されるように、結合要素17はモータ部材1及び2の動作方向に直交する方向に可撓で非剛的な結合をもたらす。
A further part of the linear motor essentially within the scope of the present invention is a
結合要素17は2つのU字形状のストラット18を有し、ストラットは2つのモータ部材1及び2の動作方向に対し直交して配置されることで、2つのストラット18の各脚部19の外側部が隣接している。2つの他の脚部19に固定されているのは、第一バネ要素20及び第二バネ要素21である。それらは各々ストリップ形状の板バネとして構成され、2つのモータ部材1及び2の動作方向に平行する方向に延在している。第一バネ要素20は第一支持構造5に螺設された自由端を有する。第二バネ要素21は第二支持構造8に螺設された自由端を有する。ストラット18の2つの隣接する脚部19間に座しているのは第三バネ要素22であり、第三バネ要素は、第一バネ要素及び第二バネ要素と同様に、溶接によって固着されるのが好ましい。第三バネ要素もストリップ形状の板バネとして構成され、第一バネ要素20及び第二バネ要素21と平行に位置する。第三バネ要素はその自由端でフレーム23に螺設され、フレームはひげそり装置への固定のための穿孔24を有する。フレーム23に螺設されているのは第四バネ要素25であり、第四バネ要素は本発明の第一、第二及び第三バネ要素20、21及び22に従って構成されているが、これらと異なり、その長手寸法が2つのモータ部材1及び2の動作方向に直交する方向に位置している。第四バネ要素25の他端は隣接する脚部19の近傍でストラット18の1つに固定されている。この固定はストラット18の1つに溶接された取付ブラケット26上に螺合されることによって実現されている。
The
結合要素17の動作モードを以下に分けて説明する。
The operation mode of the
第一及び第二バネ要素20及び21による第一及び第二支持構造5及び8への固定を通じて、結合要素17は2つのモータ部材1及び2の動作方向に対し平行する方向に剛性本体のように作用し、それと直交する方向に弾性本体のように作用する。一方において、これによって、2つのモータ部材1及び2間の位相関係が前述のように的確に定められる。他方において、動作方向に対し直交する2つのモータ部材1及び2の動作で変化するストラット18の広がりは、その弾性によって補償され得る。図1の描写によれば、線形モータの動作中、ストラット18は左右に交互の揺動運動を行い、その結果、垂直方向における広がりは継続的に変化する。
Through fixing to the first and
結合要素17を介した前述の2つのモータ部材1及び2の精密な位相の逆転を引き起こすことを可能とするために、結合要素17の揺動運動のための旋回軸が可能な限り厳密に定められなければならない。この目的のために、ストラット18は、1つの地点において、第三バネ要素22によってモータ部材1及び2の動作方向に対し平行に固定され、第四バネ要素25によってモータ部材1及び2の動作方向に対し直交して固定されている。そのようにして固定された地点は結合要素17の揺動運動のための旋回軸を形成し、図1によれば、2つのストラット18から成る構造の長手寸法における中心に配置されている。旋回軸が中心に配置されていることの結果、2つのモータ部材1及び2は同一の振幅で振動する。2つのモータ部材1及び2の異なる振動振幅、従って、異なる速度値が望ましければ、旋回軸の偏心配置が代わりに選択され得る。図1に例示されている実施態様のさらなる特異点として、旋回軸は、モータ部材1及び2によって駆動されるひげそり刃をも含めて、モータ部材1の重心及びモータ部材2の重心が移動する直線と交差する。その結果、実際上、不要なバイブレーションはひげそり装置に伝達されない。
In order to be able to cause a precise phase reversal of the two motor members 1 and 2 mentioned above via the
さらに、図1に例示される実施態様は、全ての部材が遊びなしに接続されることを特徴とし、よって、相互接続された個々の部材は接続場所で共に剛的に固定される。接続された個々の部材間で必要な動きの自由は板バネ又は板バネ配置によって達成され、それによって、旋回リンクまでも前述の方法で遂行される。このようなアプローチの結果、極めて正確、低摩擦、少磨耗、かつ、静かな運転性を有する本発明の線形モータが得られる。 Furthermore, the embodiment illustrated in FIG. 1 is characterized in that all the members are connected without play, so that the individual interconnected members are rigidly fixed together at the connection location. The necessary freedom of movement between the connected individual members is achieved by means of leaf springs or leaf spring arrangements, so that even the pivot link is accomplished in the manner described above. As a result of such an approach, the linear motor of the present invention is obtained with extremely high accuracy, low friction, low wear and quiet operation.
本発明の線形モータに用いられる、例えば、第一支持構造5、第二支持構造8、保持板12、ストラット18、フレーム23及び取付ブラケット26のようなキャリア部材は板金の打抜及び折曲部材から経済的に製造され得る。
For example, carrier members such as the first support structure 5, the
本発明の線形モータを組み立てるために、相互に正確に定められた位置及び/又は方向を選択する必要のある個々の部材又はアセンブリは相互に正確に整列され、各単一ユニットのためのこの整列状態で固定される。 In order to assemble the linear motor of the present invention, the individual members or assemblies that need to select precisely defined positions and / or orientations relative to each other are precisely aligned with each other, and this alignment for each single unit. Fixed in state.
Claims (28)
前記第一駆動部材は、前記第二駆動部材に対し逆位相で振動運動するよう、前記小型電気器具内に移動可能に配置され、
当該駆動機構は、結合要素を有し、該結合要素によって、前記2つの駆動部材の間に、前記2つの駆動部材の動作方向と平行な方向に剛的な結合が形成され、前記2つの駆動部材の動作方向に対して直交する前記小型電気器具の垂直軸方向に可撓な結合が形成されることを特徴とする、
駆動機構。A coil for generating a magnetic field extending from the first drive member and acting on the second drive member, generating a vibrating motion of at least one actuation unit of the small appliance and movably disposed in the small appliance It said second driving member that is a driving mechanism for vibrating movement,
The first driving member is movably disposed in the small electric appliance so as to vibrate in an opposite phase with respect to the second driving member,
The drive mechanism has a coupling element, and the coupling element forms a rigid coupling between the two drive members in a direction parallel to the operation direction of the two drive members, and the two drive A flexible coupling is formed in the vertical axis direction of the small electric appliance perpendicular to the operation direction of the member,
Drive mechanism.
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